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镁合金室温变形可启动的独立滑移系少,室温塑性差、加工成形困难,传统加工方法无法打破强度与塑性互斥难题,严重限制了其广泛应用。本文主要工作是采用常规快速挤压成形工艺制备超高塑性VK21变形镁合金(室温拉伸断后伸长率大于45%),通过对挤压参数及热处理工艺的调整,实现合金组织的可调,力学性能的可控。采用EBSD准原位迹线分析及TEM双束衍射等技术分析室温拉伸变形过程合金的织构演变、孪生行为、滑移系的启动及位错组态特征,揭示了VK21镁合金的室温变形的超高塑性机理。通过少量Zn元素的合金化,进一步提升合金的屈服强度,并研究Zn元素的添加对合金组织与性能的影响规律,阐明Zn元素对超高塑性VK21镁合金的强化机理。常规快速挤压成形制备的VK21合金棒材组织中含有大量沿挤压方向分布的细晶带,呈现出稀土织构特征。通过对挤压参数和热处理工艺的调整优化,可改善合金的综合力学性能。超高塑性VK21合金组织中细晶带数目越多,合金拉伸屈服强度越高;常规晶粒尺寸越大,合金的室温断后伸长率越高。在室温拉伸变形过程中,合金常规晶粒内部产生拉伸孪晶,而细晶带内未产生孪晶,大量的基面滑移和拉伸孪晶相互作用,协调变形。随着应变的增加,锥面<c+a>滑移被激活,同时VK21合金具有较高的晶界粘结强度,其在变形过程中不易产生晶界裂纹,为合金室温变形提供了巨大的潜力。Zn元素的添加能够显著提高铸态及挤压态合金的拉伸屈服强度和抗拉强度。这主要归因于添加Zn元素能够有效细化VK21+x Zn合金的晶粒,引入__大量的微米、纳米级Mg-Gd-Zn相,并促__使合金由VK21合金的初始稀土织构<1011>∥ED完全转变为VK21+3.0Zn的<0110>∥ED丝织构。Mg-2Gd-0.4Zr-3.0Zn合金表现出较好的强塑匹配,其屈服强度为280 MPa,抗拉强度是314 MPa,室温断后伸长率为24%,综合力学性能显著高于商用AZ31合金。